科室新聞

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成果發(fā)表丨宣武醫(yī)院神經(jīng)外科陳靜與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)占成教授合作總結(jié)下丘腦和腦干調(diào)控?cái)z食和能量代謝的研究進(jìn)展
原文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-024-01335-7
攝食是動物和人類獲取必要能量和營養(yǎng)的重要途徑,對體重、能量穩(wěn)態(tài)、免疫功能都具有深遠(yuǎn)的影響。面對不斷變化的環(huán)境,中樞神經(jīng)系統(tǒng)快速而準(zhǔn)確的計(jì)算出人體的需求,并通過調(diào)節(jié)攝食行為維持機(jī)體的能量穩(wěn)態(tài)。長期以來,下丘腦一直是領(lǐng)域內(nèi)的研究重點(diǎn)。下丘腦弓狀核(arcuate nucleus of hypothalamus, ARC)可通過體液途徑感知機(jī)體營養(yǎng)信號,并在調(diào)節(jié)食欲和能量代謝中發(fā)揮重要作用。AgRP/NPY神經(jīng)元是ARC腦區(qū)的關(guān)鍵神經(jīng)元之一,與大腦多個腦區(qū)產(chǎn)生相互作用,并通過復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控?cái)z食行為和能量代謝穩(wěn)態(tài)。
腦干在攝食和能量代謝調(diào)節(jié)中也發(fā)揮至關(guān)重要的作用。腦干孤束核(nucleus of solitary tract, NTS)由多種不同類型神經(jīng)元組成,接受迷走傳入神經(jīng)直接投射,在感知機(jī)體營養(yǎng)代謝信號和調(diào)控?cái)z食行為中發(fā)揮重要作用。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)腦干NTS中共表達(dá)兒茶酚胺(catecholamine, CA)和NPY的CA/NPY神經(jīng)元可通過迷走傳入神經(jīng)感知饑餓并發(fā)揮促攝食的作用,這也是目前唯一已知的NTS促食欲神經(jīng)元。除此之外,腦干的腹外側(cè)延髓核(ventrolateral medulla, VLM)也存在CA神經(jīng)元,并參與調(diào)控?cái)z食和血糖調(diào)節(jié)。盡管近年來在腦干調(diào)控?cái)z食行為方面取得了重要進(jìn)展,但腦干與下丘腦如何互作,及其在維持長期能量代謝穩(wěn)態(tài)中的作用尚不明確,有待深入研究。
由首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科陳靜助理研究員和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)占成教授合作的綜述文章“Neuronal Regulation of Feeding and Energy Metabolism: A Focus on the Hypothalamus and Brainstem”,于近期發(fā)表在《Neuroscience Bulletin》期刊(IF=5.9,JCR Q1)。本文聚焦下丘腦AgRP/NPY神經(jīng)元和腦干CA/NPY神經(jīng)元在調(diào)節(jié)攝食和能量代謝中的發(fā)現(xiàn)史和研究歷程,回顧了攝食和能量代謝領(lǐng)域的最新研究成果,論述了能量代謝領(lǐng)域的冗余機(jī)制。
本綜述主要包括以下四個方面內(nèi)容:
● 回顧下丘腦AgRP/NPY神經(jīng)元在攝食調(diào)控領(lǐng)域的研究歷程和主要研究成果;
● 總結(jié)AgRP/NPY神經(jīng)元在調(diào)節(jié)能量代謝中的研究進(jìn)展,包括其在能量消耗、自噬、能量利用以及葡萄糖代謝中的作用,并闡明ARC腦區(qū)中與AgRP神經(jīng)元相互作用的關(guān)鍵因子在調(diào)節(jié)攝食和能量代謝中的作用;
● 腦干(NTS和VLM)在調(diào)節(jié)攝食和能量代謝領(lǐng)域的研究突破;
● 討論下丘腦和腦干區(qū)域在調(diào)節(jié)攝食和能量穩(wěn)態(tài)中的潛在冗余機(jī)制和協(xié)同作用機(jī)制。
關(guān)鍵詞:下丘腦、AgRP神經(jīng)元、攝食行為、能量穩(wěn)態(tài)、腦干、NTS、VLM、兒茶酚胺能神經(jīng)元、NPY神經(jīng)元
圖1 調(diào)節(jié)攝食與能量代謝的神經(jīng)環(huán)路領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。(1)ARC、NTS和VLM腦區(qū)內(nèi)的神經(jīng)元在響應(yīng)饑餓信號、調(diào)節(jié)能量代謝中的互作機(jī)制;(2)長期調(diào)控腦干促攝食神經(jīng)元對機(jī)體能量平衡的影響;(3)食欲相關(guān)神經(jīng)元對于免疫等其他生理功能的影響。
共同第一作者
陳靜
首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院
神經(jīng)外科 助理研究員
主要從事中樞-外周互作在調(diào)控代謝和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用機(jī)制。主持國家自然科學(xué)基金1項(xiàng),以第一或通訊作者在《Current Biology》、《Cell Reports》、《Neuroscience Bulletin》等國際知名期刊上發(fā)表多篇高水平SCI論文,研究成果在相關(guān)領(lǐng)域具有較高的學(xué)術(shù)影響力。
共同第一作者
蔡美琪
中國科學(xué)與技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心
2023級 神經(jīng)生物學(xué)博士生
主要進(jìn)行中樞調(diào)控?cái)z食和能量穩(wěn)態(tài)的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制研究。
通訊作者
占成
中國科學(xué)與技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部 教授 博士生導(dǎo)師
主持多項(xiàng)國家級課題,國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者。研究方向?yàn)椋?)神經(jīng)-免疫-代謝的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制和(2)神經(jīng)對免疫相關(guān)疾病的調(diào)控機(jī)制與臨床應(yīng)用。近年來以第一/通訊作者身份在《Cell》、《Nature Neuroscience》、《Neuron》、《Current Biology》、《PNAS》、《Cell Reports》、《Nature Communications》等國際知名雜志發(fā)表多篇論文,累計(jì)他引2200余次,h-index 17,最高單篇他引490余次(截至2024年,Google Scholar)。現(xiàn)任中國生理學(xué)會青年工作委員會和自主神經(jīng)分會委員,中國神經(jīng)生物學(xué)會應(yīng)激分會委員。